[发明专利]一种智能五轴控制系统及方法

说明书

一种智能五轴控制系统及方法，属于机床技术领域。所述智能五轴控制系统包括上位机、下位机、执行系统、供电系统模块和手动操作控制面板，上位机通过下位机控制执行系统工作，上位机通过下位机接收原位测量系统测量的工件表面的坐标点，并通过内置程序将坐标点重构成当前状态下的工件模型，并将当前状态下的工件模型与加工之前的工件设计模型进行对比，根据对比结果获取当前加工状态下工件的加工偏差及加工余量，根据加工偏差进行补偿加工或者停止加工，手动操作控制面板用于控制五轴机床的微量润滑系统和超声纵扭铣削系统的启停。所述智能五轴控制系统及方法实现了五轴联动运动控制功能，具有开放性、可扩展性、可移植性的显著优势。

技术领域

本发明涉及机床技术领域，特别涉及一种智能五轴控制系统及方法。

背景技术

目前，针对航空航天领域的复杂薄壁零件的高精密加工，多采用多轴铣削的加工方式，这就对多轴铣削加工装备的综合性能提出了更高的要求，数控系统作为多轴联动装备的重中之重，是实现加工制造自动化、精密化、集成化的基础。在现有数控系统的应用过程中，一般采用离线的方式对待加工零件进行刀具轨迹路径规划、并将刀位点后处理成机床能识别的加工程序代码，再将加工程序导入到数控系统之中。

航空领域复杂薄壁件在多轴铣削加工时，其加工质量和加工效率很难保证，现有的五轴数控加工中心系统当加工环境需求发生改变时，如加工过程中数据采集、信号监测等，研究人员很难对其进行后续功能开发，从而导致机床的加工适应性变差，以及无法在特定场合下的特定加工要求下进行功能集成，导致加工工艺繁琐、时间成本增加以及产能下降。

另外，专利CN 201810440487.3公开了一种多轴联动嵌入式数控系统，该系统难以实现待加工零件的在线编程及其后处理。专利CN 201510831343.7公开的一种基于软总线的协同数控系统，该系统无法对多功能进行集成化开发，难以满足复杂多变的加工需求。

因此，急需一种具有开放性、稳定性、功能性以及人机交互系统的数控系统。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种智能五轴控制系统及方法，其克服了传统数控系统的封闭性，采用“IPC+Clipper”主体控制方式，实现五轴联动运动控制功能、面向待加工零件的在线编程、轨迹规划以及后处理功能，具有开放性、可扩展性、可移植性显著优势，支持用户自行开发所需要的功能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种智能五轴控制系统，用于控制五轴机床，所述智能五轴控制系统包括集成于所述五轴机床的上位机、下位机和执行系统；

所述上位机与下位机通讯连接，以向下位机发送控制指令，所述下位机根据上位机的控制指令控制执行系统工作；

所述上位机通过下位机接收五轴机床设置的原位测量系统测量的工件表面的坐标点，并通过内置程序将所述坐标点重构成当前状态下的工件模型，并将当前状态下的工件模型与加工之前的工件设计模型进行对比，根据对比结果获取当前加工状态下工件的加工偏差及加工余量，根据加工偏差进行补偿加工或者停止加工。

进一步的，所述智能五轴控制系统还包括用于给整个控制系统供电的供电系统模块以及用于控制整个控制系统供电启停的手动操作控制面板。

进一步的，所述执行系统包括：

变频器，其用于控制五轴机床电主轴的转向和转速；

X轴伺服驱动器，其用于控制X轴伺服电机的转向和转速；

Y轴伺服驱动器，其用于控制Y轴伺服电机的转向和转速；

Z轴伺服驱动器，其用于控制Z轴伺服电机的转向和转速；

A轴伺服驱动器，其用于控制A轴伺服电机的转向和转速；以及